روبوت تحت الماء لقياس سمك الجليد في المنطقة القطبية

لفهم أفضل العمليات التي تتحكم في الحجم

قياس سمك الجليد بالمنطقة القطبية

ثبت أن قياس سُمك طبقة الجليد في بحار القارة القطبية الجنوبية - وهو مؤشر مهم للظروف البيئية في منطقة قطبية نائية في وقت يحدث فيه تغير مناخي - مهمة مضللة.. لكن اتضح أن وضع إنسان آلي تحت الماء يقدم حلا ذكيا.
ويمكن أن يفسد الجليد المتكون على سطح البحار جودة صور الأقمار الصناعية كما أن بعض الجليد الطافي على سطح الماء يصعب الوصول إليه بالاستعانة بالسفن وحتى كسارات الجليد، الأمر الذي يجعل من إحداث ثقوب في الجليد لتقدير السُمك مباشرة مسألة شاقة.
وكشف العلماء النقاب عن أول خرائط تفصيلية بالغة الدقة ثلاثية الأبعاد لجليد القارة القطبية الجنوبية استنادا إلى قياسات للسطح السفلي لطوافات الجليد باستخدام موجات صوتية تنطلق من غواصات تحت طبقات الجليد يجري التحكم فيها عن بعد. ونشرت نتائج هذه الدراسة في دورية (نيتشر جيوساينس).
وأجريت هذه القياسات - التي تغطي مساحة نحو 500 ألف كيلومتر مربع - في الفترة بين عامي 2010 و2012 باستخدام ما يعرف باسم المركبة الذاتية تحت الماء التي انطلقت من سفينة بريطانية وأخرى أسترالية من 3 مواقع حول القارة القطبية الجنوبية.
ووجد العلماء أن سُمك طبقات الجليد في بعض المواقع يصل إلى نحو 17 مترا فيما يبلغ المتوسط أقل من ذلك. وتوضح هذه النتائج أن سمك الجليد قد يكون أكبر في بعض الأماكن على خلاف ما كان يعتقد من قبل.
وقال تيد مكسيم خبير جليد البحار بمعهد وودز هول للمحيطات في ماساتشوسيتس «ظل سمك جليد البحار وتباينه في القارة القطبية الجنوبية من الألغاز الكبيرة في منظومة المناخ».
وقال مكسيم إنه على خلاف المنطقة القطبية الشمالية، حيث تم قياس تراجع كبير في سمك الجليد خلال العقود الأخيرة فقد عجز العلماء عن استخدام آلية ملائمة لقياس متوسط سمك الجليد في المنطقة القطبية الجنوبية أو رصد أي اتجاهات هناك. وقال مكسيم «من خلال توضيح أن وضع خرائط تفصيلية لسمك الجليد في مساحات كبيرة بات ممكنا في عمق الكتل الجليدية فإن هذا يمثل خطوة مهمة نحو فهم أفضل للعمليات التي تتحكم في حجم الجليد لا سيما في مناطق يصعب الوصول إليها».
وعمل الإنسان الآلي المستخدم - وطوله نحو مترين - على عمق يتراوح بين 20 إلى 30 مترا.
وقال جاي ويليامز خبير المحيطات القطبية بمعهد دراسات البحار والمناطق القطبية في أستراليا: «في حين لم نجر قياسات لسمك الجليد في جميع مناطق الجليد بالقارة القطبية الجنوبية ولم نتمكن من القول مما إذا كان سمك الجليد يتزايد هناك، فإن هذه الدراسة تمثل خطوة ضخمة نحو نوع من القياسات الموسعة والمنتظمة التي نحتاجها لوضع إجابات حقيقية عن هذه الأسئلة».
إلى ذلك.. تمكن الفيزيائيون أخيرا من حل شفرة مقولة «القطط تتحكم في لعابها لكن لعاب الكلاب يسيل». فالقطط تشرب برقة تجعلها تستفيد من كل قطرة ماء تدخل فمها.. أما الكلاب فتتعامل مع الماء بعنف يجعله يتناثر من فيها ومن حولها.
جاء هذا في دراسة عرضت نتائجها خلال اجتماع عقدته الجمعية الفيزيائية الأميركية في سان فرانسيسكو أمس الاثنين ركزت على الكلاب واستندت إلى نتائج دراسة سابقة عن الطريقة التي تشرب بها القطط. وقد تبين أن لا الكلاب ولا القطط تغلق صدوغها بإحكام يمنع خروج قطرات الماء كما هو الحال مع البشر، لذا ظلت دائما كيفية شربها لغزا محيرا. ففي عام 2010 اكتشف باحثون في جامعة برينستون ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجهات أخرى كيف تلعق القطط الماء. فالقطة تلمس بلسانها سطح الماء دون أن تغمسه فيه وتشفط عمودا من السائل بسرعة متر في الثانية. وقبل أن تسحب الجاذبية الأرضية الماء لأسفل تغلق القطة فاها على آخر كمية ماء في العمود بسرعة 4 مرات في الثانية ثم تبلع الكمية وتكرر الفعلة.
وحين بدأت الدراسة المعنية بالكلاب كان العلماء يظنون أن الكلب يشرب بنفس الطريقة التي تشرب بها القطة. لكن صني جونغ، الباحث في معهد «فرجينيا تك» وعضو الفريق المعني بدراسة طريقة شرب القطط والذي قاد أيضا البحث المعني بالكلاب قال إنه تبين أن الأمر مختلف.
فبينما يلمس لسان القطة سطح الماء برقة يخبط الكلب لسانه في الماء بقوة كما أظهرت الكاميرات الموضوعة تحت حوض للماء. وقال جونغ: «الكلاب تحدث طرطشة كبيرة.. لا تحدثها القطط أبدا». كما أن القطة تسحب عمود الماء بلسانها بقوة تصل إلى مثلي قوة الجاذبية. أما الكلب فيرفع الماء بقوة قد تزيد 8 مرات عن قوة الجاذبية. وفي حين أن القطة تلمس بلسانها سطح الماء، يغمس الكلب جزءا كبيرا من لسانه في الماء مما يجعل السوائل تحيط بفمه. وكذلك فإن كمية الماء التي يمكن أن يحركها الكلب بلسانه تزيد أضعافا مضاعفة بزيادة حجم جسده وهو ما يجعل مثلا الكلاب من نوع سانت برنارد الكبيرة الحجم - لا الكلاب من فصيلة داكشند الصغيرة نسبيا - تحيل أرضيات المطابخ لبحيرات.